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Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos

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Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos. Orientado pela Professora Margarida Pinho. Trabalho realizado pelos alunos da turma 12ºA: André Fernandes nº 1 José Marques nº 11 Luís Geraldes nº 13 Ricardo Silva nº 18 Sérgio Garcia nº 21. Índice. Motivos de escolha do tema

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Medição de Campos

Eléctricos e Magnéticos

Orientado pela Professora Margarida Pinho

Trabalho realizado pelos alunos da turma 12ºA:

André Fernandes nº 1

José Marques nº 11

Luís Geraldes nº 13

Ricardo Silva nº 18

Sérgio Garcia nº 21

Escola Frei Heitor Pinto - Medição de Campos Electromagnéticos

ndice
Índice
  • Motivos de escolha do tema
  • Objectivos do projecto
  • Fases do projecto:
  • Pesquisa (teoria sobre electromagnetismo e estudos sobre relação entre exposição a campos e saúde)
  • Actividades experimentais
  • Medições

Escola Frei Heitor Pinto - Medição de Campos Electromagnéticos

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Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos“Serão os níveis de radiação que nos rodeiam prejudiciais à saúde humana?”

Escola Frei Heitor Pinto - Medição de Campos Electromagnéticos

motivos da escolha do tema
Motivos da escolha do tema:
  • A enorme proliferação de campos electromagnéticos com origem em dispositivos/estruturas construídos pelo homem aumentando a nossa exposição aos mesmos.
  • A preocupação crescente das populações com os possíveis efeitos na saúde da exposição a esses campos traduzida por protestos, providências cautelares, perguntas a organizações de saúde versando, sobretudo, linhas de alta tensão e telemóveis.
  • A possibilidade de obter um medidor de campos, por candidatura ao projecto MEDEA.

Escola Frei Heitor Pinto - Medição de Campos Electromagnéticos

objectivos do projecto

Objectivos do Projecto

1. Medir a intensidade de campos eléctricos e magnéticos, de muito baixa frequência – 50 Hz.

Em Portugal, esta é a frequência da corrente eléctrica quer nas linhas/condutores de transporte quer nos aparelhos eléctricos que usamos.

Alguns desses aparelhos também emitem outras frequências: telemóveis, fornos microondas,…

Fig.1 – Espectro Electromagnético

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objectivos do projecto6

Objectivos do Projecto

2. Análise dos resultados e sua comparação com os valores obtidos noutros estudos credíveis e com os valores máximos determinados por lei.

3. Pesquisa sobre estudos realizados para averiguação dos efeitos da exposição a campos EM e conducentes, ou não, a uma possível relação causa-efeito entre doenças e campos EM.

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no es teis para o desenvolvimento do projecto
Noções úteis para o desenvolvimento do projecto

1. Os campos EM podem ter origem natural ou antropogénica.

Campo magnético da Terra

Fig.3 – A radiação EMé a propagação de um campo eléctrico e de um campo magnético variáveis e perpendiculares entre si

Fig.2 – Campo Electromagnético de origem natural

Fig.4 – Fonte de campo EM de origem antropogénica

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no es teis para o desenvolvimento do projecto8
Noções úteis para o desenvolvimento do projecto

2. Os campos eléctricos e magnéticos podem ser estáticos ou variáveis. Estes últimos são mais importantes e perigosos porque, sendo variáveis, podem induzir correntes eléctricas, por exemplo no nosso organismo.

3. As ondas EM de baixa frequência não são ionizantes

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no es teis para o desenvolvimento do projecto9
Noções úteis para o desenvolvimento do projecto

4. É fácil impedir a propagação de campos eléctricos, mas o mesmo não acontece com os campos magnéticos

5. As ondas EM difractam-se nos objectos, espalhando-se. Os campos de elevada frequência têm baixa capacidade de difracção, enquanto os de 50 Hz se difractam facilmente nas estruturas comuns do quotidiano, por isso é a esses que estamos mais expostos.

6. A intensidade dos campos diminui com a distância à fonte.

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no es teis para o desenvolvimento do projecto10
Noções úteis para o desenvolvimento do projecto

7. A exposição a campos EM de alta frequência pode causar, nos seres vivos, danos irreversíveis, que podem conduzir à própria morte.

8. Os estudos sobre os efeitos da exposição a campos de muito baixa frequência, comprovam um certo efeito térmico, e apontam no sentido de alguma relação entre a exposição e efeitos no cérebro e leucemia. Mas, até à data, ainda não foi possível provar, de modo inequívoco, que são os campos EM a origem desses efeitos.

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8 tabelas para compara o com os resultados obtidos nas medi es
8. Tabelas para comparação com os resultados obtidos nas medições

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parte experimental do projecto i experi ncias para estudo de campos em e indu o electromagn tica
Parte experimental do projectoI- Experiências para estudo de campos EM e indução electromagnética

A- Visualização de campos eléctricos

A tensão eléctrica, de alguns milhares de volts, cria um campo eléctrico; as sementes polarizam-se e movem-se de modo a ficarem próximos os pólos de sinal contrário.

Fig.5 – Espectros Eléctricos

A densidade das linhas indica a maior ou menor intensidade do campo eléctrico

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parte experimental do projecto i experi ncias para estudo de campos em e indu o electromagn tica13
Parte experimental do projectoI- Experiências para estudo de campos EM e indução electromagnética

B- Visualização de espectros de campos magnéticos de ímanes e de electroímanes:

Fig.6 – Espectros Magnéticos

Os grãos de limalha de ferro magnetizam-se e orientam-se segundo as características do campo magnético, (N-S-N-S,…) formando as linhas de campo.

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parte experimental do projecto i experi ncias para estudo de campos em e indu o electromagn tica14
Parte experimental do projectoI- Experiências para estudo de campos EM e indução electromagnética

C – Indução Electromagnética

Um campo magnético variável induz uma corrente eléctrica num condutor e vice-versa.

Ao mover um íman na proximidade de uma bobina o galvanómetro regista passagem de corrente.

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ii medi o de campos el ctrico e magn tico
II - Medição de campos eléctrico e magnético

Para a medição de campos foram seleccionados:

  • ambientes onde a nossa permanência é elevada – numa habitação e na escola;
  • dispositivos eléctricos mais usados, tendo em atenção a distância a que os usamos electrodomésticos, computador, telemóvel;
  • Estruturas de transporte de energia eléctrica – torres, linhas, sub-estação de transformação.

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As medições de campos foram realizadas com um analisador de espectros EM disponibilizado pela SPF, no âmbito do Projecto MEDEA

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a estruturas da rede el ctrica a1 medi o de campos debaixo e ao longo de linha de alta tens o
A- Estruturas da rede eléctricaA1. Medição de campos debaixo e ao longo de linha de alta tensão

O valor máximo (800 V/m) é cerca de 6 vezes menor do que o máximo definido por lei e corresponde à posição em que a linha, em catenária, está mais próxima do solo.

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a2 campo el ctrico medido transversalmente linha de alta tens o
A2. Campo eléctrico medido transversalmente à linha de alta tensão

Nesta direcção a intensidade do campo é bastante inferior aos valores sob a linha. No interior da estrutura do poste a intensidade do campo eléctrico decresce significativamente, de acordo com o efeito de gaiola de Faraday criado pela estrutura.

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----------Direcção das linhas de alta tensão

----------Direcção das medições de campos electromagnéticos

a2 campo magn tico medido transversalmente linha de alta tens o
A2. Campo magnético medido transversalmente à linha de alta tensão

O modo de variação do campo com a distância é semelhante ao do campo eléctrico. O máximo obtido perto do poste, 120 nT, é também muito inferior ao definido por lei ( 100 µT ou seja 105 nT)

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----------Direcção das linhas de alta tensão

----------Direcção das medições de campos electromagnéticos

a3 medi o dos campos el ctrico e magn tico junto de uma subesta o de transforma o el ctrica
A3. Medição dos campos eléctrico e magnético junto de uma subestação de transformação eléctrica
  • Embora os valores sejam admissíveis verificou-se que é estabelecido um certo perímetro de segurança para a construção de habitações

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b medi o de campos em divis es de uma habita o e da escola
B- Medição de campos em divisões de uma habitação e da escola
  • Em todos os locais existe um campo EM de fundo que nos rodeia, de origem natural (cósmica, solar), independentemente dos campos induzidos pelos dispositivos criados pelo homem.

As medições efectuadas em divisões da casa dos alunos do grupo, bem como na Escola F.H.Pinto, com todos os aparelhos eléctricos desligados deram resultados bem inferiores aos máximos estabelecidos em Portugal.

Na tabela seguinte apresentam-se valores dos campos induzidos por uma fotocopiadora e por um contador de colónias.

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b medi o de campos em divis es de uma habita o e da escola22
B- Medição de campos em divisões de uma habitação e da escola

Comparação com os valores de fundo

  • Campo de fundo num quarto:
  • Campo eléctrico – 1,339 V/m
  • Campo Magnético – 0,140 µT
  • Após a ligação de um teclado eléctrico:

À medida que a distância aumenta os valores dos campos tendem para os de fundo.

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b compara o do campo magn tico de um man campo est tico com campos de fundo
B- Comparação do campo magnético de um íman (campo estático) com campos de fundo

O campo magnético medido junto ao íman do laboratório, 759,0 µT, é sete vezes mais elevado que o legalmente permitido. No entanto não apresenta risco elevado para o ser humano porque além de ser um objecto pouco usado no dia-a-dia, o campo criado é estático e por isso não cria correntes induzidas no nosso organismo.

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c medi es de campos em emitidos por aparelhos el ctricos
C- Medições de campos EM emitidos por aparelhos eléctricos

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c campos criados por aparelhos el ctricos
C- Campos criados por aparelhos eléctricos

1- Para as medições escolheram-se:

  • Os electrodomésticos mais vulgares nas nossas casas;
  • Aparelhos que se utilizam a uma distância quase nula do corpo: máquina de barbear (modelo antigo) e cobertor eléctrico;
  • Objectos de uso mais pessoal: computador e telemóvel.

2- A distância comum de medição adoptada para os electrodomésticos foi de 30 cm (distância média a que estamos da maioria dos electrodomésticos), excepto para a máquina de barbear e o cobertor eléctrico.

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c campos criados por aparelhos el ctricos resultados
C- Campos criados por aparelhos eléctricos: resultados
  • O campo eléctrico mais elevado refere-se ao cobertor eléctrico, estando abaixo do máximo legal permitido.
  • O campo magnético mais elevado registou-se para a máquina de barbear, sendo o valor registado 7 vezes mais elevado que o legalmente permitido
  • Todos os outros valores estão muito abaixo dos legalmente permitidos e, além disso, são usados a uma distância ao corpo maior do que nos dois casos apontados.

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c campos criados por aparelhos el ctricos reflex o sobre os valores mais elevados
C- Campos criados por aparelhos eléctricos: reflexão sobre os valores mais elevados
  • Dos dois valores máximos medidos, o mais preocupante é o valor do campo magnético da máquina de barbear (o campo magnético não pode ser bloqueado facilmente, e é muito superior ao limite fixado por lei, ao contrário do que acontece com o campo eléctrico).
  • O resultado para o campo magnético criado pela máquina de barbear é preocupante, porque o aparelho:
  • poderá ser usado todos os dias e junto ao corpo;
  • é usado próximo do cérebro que é regulado por um grande número de processos e impulsos eléctricos;
  • O campo magnético, por ser variável, induz correntes que podem aquecer as zonas expostas e interferir com o metabolismo natural do organismo.

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d medi o de campos criados por telem veis e port til
D- Medição de campos criados por Telemóveis e portátil

Telemóveis:

  • A frequência de funcionamento varia com a marca.
  • O campo electromagnético de um telemóvel desligado, ou em standby, é o mesmo que o campo electromagnético ambiente pelo que o telemóvel não radia quando está em standby
  • Ocorre um pico de radiação emitida no momento em que se efectua a ligação telefónica, devendo a pessoa afastar o telemóvel da cabeça nesse momento.

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d medi es com telem veis efeito t rmico
D- Medições com telemóveis – efeito térmico
  • Uma das principais preocupações da população relativamente aos telemóveis é se a sua utilização demorada poderá ter algum efeito na saúde.
  • Como vimos os campos emitidos durante uma ligação telefónica são baixos, mas este aparelho é de utilização longa.
  • Assim isto provoca efeito térmico nos tecidos, e este é prejudicial à saúde.
  • Esta preocupação pode estender-se a outros aparelhos, cuja utilização é de longa duração e que são usados próximos do corpo humano.

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conclus o geral da an lise dos resultados
Conclusão geral da análise dos resultados
  • Quase todos as medições conduziram aos resultados esperados. Por um lado bem inferiores aos máximos permitidos por lei, por outro lado comprovaram a diminuição da intensidade dos campos com a distância.
  • De acordo com os vários estudos feitos até à data ainda nenhum deles concluiu, de forma inequívoca, uma relação causa-efeito entre a exposição a campos electromagnéticos (mais elevados ou durante um maior período de tempo) e a maior ocorrência de cancro ou outras doenças.

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conclus o
Conclusão
  • Pelos motivos apresentados parece-nos exagerada a reacção à instalação de linhas de alta tensão e ao uso do telemóvel mas, por segurança, devemos evitar a exposição prolongada e a uma distância curta de fontes, sobretudo intensas, de campos EM.
  • Isto porque cientificamente ainda não foi provada nenhuma relação de causa-efeito entre campos EM e doenças cancerígenas, mas tal relação não foi contudo ainda negada.
  • A investigação neste campos contínua.

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